專利名稱：一種制備硫化鈉的半立式反射爐以及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫化鈉生產(chǎn)的新工藝及設(shè)備，更具體地說，屬于化工行業(yè)用元明粉或 芒硝(H2S04)和粉煤(C)作為原料來鍛燒還原制取硫化鈉的半立式反射爐以及工藝。
背景技術(shù)：
煅燒還原是硫化堿生產(chǎn)的主要工序，目前國內(nèi)煅燒設(shè)備主要有反射爐、短轉(zhuǎn)爐及長轉(zhuǎn) 爐3種。傳統(tǒng)反射爐因其轉(zhuǎn)化率低，熱效率不高，勞動強度大而有被淘汰的趨勢。連續(xù)式 轉(zhuǎn)爐，俗稱長轉(zhuǎn)爐，國內(nèi)經(jīng)改進的長轉(zhuǎn)爐直徑為2. 7 m,長度為47 m,該爐型具有熱利 用較好，工人勞動強度較低等優(yōu)點，但存在許多問題①工藝條件不易控制，經(jīng)常出現(xiàn)爐 膛環(huán)形粘結(jié)和溫度過高料稀放湯等現(xiàn)象；②由于連續(xù)熟化，產(chǎn)生大量的堿霧，再加煙塵， 污染嚴重；③消耗指標高，修爐次數(shù)多，檢修困難，鋼材、耐火磚消耗大；且因其長徑比 大，為避免機殼的變形而不能長時間停機。因此長轉(zhuǎn)爐在國內(nèi)未能被廣泛采用，其產(chǎn)量僅 占總產(chǎn)量的四分之一以下。間歇式轉(zhuǎn)爐，俗稱短轉(zhuǎn)爐，爐體直徑基本上為3m,長度為6. 5 m。根據(jù)大多數(shù)生產(chǎn)廠使用情況證明，這種爐子的尺寸是適宜的。長轉(zhuǎn)爐過長、直徑過大， 表面看投料量可加大，每爐產(chǎn)量大，但是，由于爐子過粗、過長，會使爐子前后溫差太大， 造成生熟不均，嚴重影響粗堿質(zhì)量，由于投料量加大，故延長了反應(yīng)時間，使爐次減少， 總產(chǎn)量并不能提高；短轉(zhuǎn)爐具有工藝條件容易控制，消耗定額低，工藝指標先進等長轉(zhuǎn)爐 無法比擬的優(yōu)點，故國內(nèi)硫化鈉生產(chǎn)廠中最先進的數(shù)據(jù)則是短轉(zhuǎn)爐所創(chuàng)造的，因此，該爐 子已作為定型的生產(chǎn)設(shè)備。短轉(zhuǎn)爐的主要缺點是不能連續(xù)出料和浸取；又由于爐身短，爐 子尾氣溫度高(850"9001C)，所以熱效率低。
中國專利及國內(nèi)文摘文獻未見有類似本發(fā)明的半立式反射爐鍛燒還原制硫化鈉方法 及裝置的資料及報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種煤耗低、投資省、勞動強度低、熱效率高、可 減少污染及能連續(xù)生產(chǎn)的制備硫化鈉的半立式反射爐。
本發(fā)明所要解決的再一個技術(shù)問題是提供一種制備硫化鈉的工藝。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一方面， 一種制備硫化鈉的半立式反射爐 其包括燃燒室、前床部、立爐和洗氣塔；所述燃燒室設(shè)有用于與噴煤槍相對應(yīng)的噴料口；所述前床部設(shè)有二次投煤口、排料口并且 安裝有多個儲氣罐及氣流攪拌裝置；所述立爐頂部設(shè)有用于投入原料團的投料口，在立爐 底部設(shè)有耐高溫填料層；所述洗氣塔上部設(shè)有稀堿液噴頭；所述燃燒室經(jīng)前床部后與立爐 連通，在前床部與立爐之間設(shè)有擋火墻和過火道。 所述耐高溫填料層為耐火爐巴及陶瓷鮑爾環(huán)。在所述前床部上設(shè)有測溫點；在立爐的耐高溫填料層上設(shè)有耐高溫填料層測溫點；在 洗氣塔上設(shè)有引風(fēng)機，洗氣塔通過引風(fēng)機與一煙囪連通。 在所述立爐和洗氣塔之間設(shè)有常規(guī)尾氣堿液濃縮裝置。 另一方面， 一種制備硫化鈉的工藝，其包括以下步驟5.1 無煙煤粉破碎至80-100目后與元明粉或芒硝充分混合后高壓制成原料團并 放置12小時以上，其中，元明粉或芒硝:無煙煤粉的重量比為100:1 25;5.2 所述原料團由權(quán)利要求1所述的立爐頂部的投料口投入，以及向權(quán)利要求1 所述的燃燒室噴入煤粉并使煤粉充分燃燒而產(chǎn)生高溫燃氣；5. 3 所述高溫燃氣通過負壓裝置穿過權(quán)利要求1所述的前床部并到達立爐，使立爐 中的原料團與還原氣逆流換熱并變成熔融態(tài)的反應(yīng)物，熔融態(tài)的反應(yīng)物再經(jīng)耐高溫填料層 后回流入前床部，然后加入二次煤而形成熔融物料，在前床部通過用高壓氣體對熔融物料 進行強力攪拌至反應(yīng)結(jié)束后，熔融物料從排料口連續(xù)放出，其中，步驟5.2中的噴入煤粉 量控制在使立爐的耐高溫填料層的溫度在850 950'C之間，以及排料口附近對熔融物料 的溫度控制在1050 1150'C之間；5.4所述熔融物料依次經(jīng)水粹浸出、過濾及蒸發(fā)濃縮后即可獲得工業(yè)硫化鈉。 在步驟5.1中在所述元明粉或芒硝與破碎至80 100目的無煙煤粉中加入適量的水或粘結(jié)劑并通過沖壓成型機或?qū)L機來混合制成原料團。在步驟5.1中在制備原料團過程中加入含量為0.1 0.5%的催化劑。 在步驟5.3中強力攪拌所采用的高壓氣體為壓縮空氣，或高壓尾氣，或水煤氣，或氣態(tài)烴類，或液態(tài)烴類，或墮性氣體。在步驟5.3中在加入二次煤的同時，混入適量的重晶石粉。在步驟5. 4中所述熔融物料通過采用二次洗滌的稀堿液和高壓泵來水粹浸出并獲得高濃度硫化鈉溶液，髙濃度硫化鈉溶液經(jīng)過沉淀過濾除去部分雜質(zhì)后，蒸發(fā)濃縮即可獲得 工業(yè)硫化鈉。本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)及工藝，其具有以下有益效果1、本發(fā)明具有燃燒室、前床部和立爐，由于無煙煤粉與元明粉或芒硝混合的原料團熔點為85(TC左右，未達到反應(yīng)終點溫度105H150"C,故本發(fā)明使用耐高溫填料層使流 動性較差的熔融物料在耐高溫填料層上面逐步升溫溶化(可避免堵塞爐底)；熔融物料流入 前床部通過二次加煤及強力攪拌到達反應(yīng)終點，由于利用高溫反應(yīng)尾氣熔化固體物料，熱 氣流與物料逆向運動換熱，使尾氣溫度降低，故本發(fā)明的效果達到接近長轉(zhuǎn)爐熱效率高的 目的；2、 由于主反應(yīng)在相對獨立的前床部，而前床部使用氣流攪拌，與傳統(tǒng)反射爐手工翻 動相比，本發(fā)明的勞動強度大大降低；3、 使用不同類型的攪拌氣流，如采用壓縮空氣、高壓尾氣、水煤氣、氣態(tài)烴類等， 可以達到控制反應(yīng)速度，通過定期撿測殘渣熱值以控制二次投煤量，使終點的過剩煤量降 低，從而達到節(jié)能的目的；4、 相對于短轉(zhuǎn)爐間歇排料相比，連續(xù)水粹排料可以使車間小環(huán)境的堿霧污染降到最 低，并使浸出液達到最佳濃度，反應(yīng)過程產(chǎn)生大量的堿霧及煙塵，在流經(jīng)相對靜態(tài)的立爐 低溫段時，大部分粘附在團塊而減少了車間污染；5、 與傳統(tǒng)的短轉(zhuǎn)爐相比，在同等產(chǎn)量的設(shè)備，投資不足1/3，使用周期長幾倍；6、 由于機理簡單，本發(fā)明的單爐產(chǎn)量可以放大到大于長轉(zhuǎn)爐，特別適用于含水量高 的劣質(zhì)芒硝。7、 另外，本發(fā)明易維修。在結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更加清楚。


圖1為本發(fā)明的制備硫化鈉的半立式反射爐的實施方式的剖面圖。 圖中噴煤口 1、排料口2、前床部3、測溫點4、擋火墻5、過火道6、耐高溫填料 層7、耐高溫填料層測溫點8、爐料9、投料口IO、立爐ll、儲氣罐及氣流攪拌裝置12、 二次投煤口 13、洗氣塔14、稀堿液噴頭15、引風(fēng)機16、煙囪17、燃燒室18、噴煤槍19。
具體實施方式
下面以一個實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但應(yīng)當說明，本發(fā)明的保護范圍 不僅僅限于此。參閱圖l，它為本實用新型的實施方式的剖面圖。 一種制備硫化鈉的半立式反射爐，其包括燃燒室1S、前床部3、立爐11和洗氣塔14;所述燃燒室18設(shè)有用于與噴煤槍19相對應(yīng)的噴料口 1;所述前床部3設(shè)有二次投煤口 13、排料口 2并且安裝有多個儲氣罐及 氣流攪拌裝置12，在前床部3上還設(shè)有測溫點4;所述立爐11頂部設(shè)有用于投入原料團 的投料口 10，在立爐11底部設(shè)有耐高溫填料層7，在耐高溫填料層7上設(shè)有耐高溫填料 層測溫點8，其中，耐高溫填料層7為耐火爐巴及陶瓷鮑爾環(huán)等等，如耐高溫填料層7為 鮑爾環(huán)層，耐高溫填料層測溫點8可為鮑爾環(huán)層測溫點；洗氣塔14上部設(shè)有稀堿液噴頭 15，在洗氣塔14上還設(shè)有引風(fēng)機16，洗氣塔14通過引風(fēng)機16與一煙囪17連通；燃燒 室18經(jīng)前床部3后與立爐11連通，在前床部3與立爐11之間設(shè)有擋火墻5和過火道6。 另外，在立爐11和洗氣塔14之間設(shè)有常規(guī)尾氣堿液濃縮裝置(未標示)。本發(fā)明的制備硫化鈉的半立式反射爐具體使用時，將原料團從立爐ll頂部投料口 10 投入，向燃燒室18噴入煤粉使其充分燃燒，高溫燃氣通過負壓裝置穿過前床部3及立爐 11使原料團熔融，熔融態(tài)的反應(yīng)物再經(jīng)耐高溫填料層7后回流入前床部3，通過二次投煤 口 13加入二次煤而形成熔融物料，在前床部3通過用髙壓氣體對熔融物料進行強力攪拌 至反應(yīng)結(jié)束后，熔融物料從排料口2連續(xù)放出，在洗氣塔14中，熔融物料通過用二次洗 滌的稀堿液結(jié)合高壓泵水粹浸出而獲得髙濃度硫化鈉溶液，再經(jīng)過沉淀過濾除去部分雜 質(zhì)，蒸發(fā)濃縮制取工業(yè)硫化鈉。一種制備硫化鈉的工藝，其包括以下步驟5.1 無煙煤粉破碎至80—100目后與元 明粉或芒硝充分混合后高壓制成原料團并放置12小時以上，其中，元明粉或芒硝:無煙煤 粉的重量比為100:1~25; 5. 2 所述原料團由權(quán)利要求1所述的立爐頂部的投料口投入， 以及向權(quán)利要求1所述的燃燒室噴入煤粉并使煤粉充分燃燒而產(chǎn)生高溫燃氣；5. 3 所述 高溫燃氣通過負壓裝置穿過權(quán)利要求1所述的前床部并到達立爐，使立爐中的原料團與還 原氣逆流換熱并變成熔融態(tài)的反應(yīng)物，熔融態(tài)的反應(yīng)物再經(jīng)耐高溫填料層后流入前床部， 然后加入二次煤而形成熔融物料，在前床部通過用高壓氣體對熔融物料進行強力攪拌至反 應(yīng)結(jié)束后，熔融物料從排料口連續(xù)放出，其中，步驟5.2中的噴入煤粉量控制在使立爐的 耐高溫填料層的溫度在850 950'C之間，以及排料口附近對熔融物料的溫度控制在 1050 1150r之間；5.4 所述熔融物料依次經(jīng)水粹浸出、過濾及蒸發(fā)濃縮后即可獲得工 業(yè)硫化鈉。無煙煤粉可為白煤或供熱煤或高硫煤等。在本實施方式中，在步驟5.1中在所述元明粉或芒硝與破碎至柳 100目的無煙煤 粉中可加入適量的水或粘結(jié)劑并通過沖壓成型機或?qū)L機來混合制成原料團；在制備原料 團過程中加入含量為0.1 0.5%的催化劑。在步驟5.3中強力攪拌所采用的高壓氣體為 壓縮空氣，或髙壓尾氣，或水煤氣，或氣態(tài)烴類，或液態(tài)烴類，或墮性氣體；在加入二次 煤的同時，混入適量的重晶石粉。在步驟5.4中所述熔融物料通過采用二次洗滌的稀堿液和高壓泵來水粹浸出并獲得高濃度硫化鈉溶液，髙濃度硫化鈉溶液經(jīng)過沉淀過濾除去部 分雜質(zhì)后，蒸發(fā)濃縮即可獲得工業(yè)硫化鈉。下面結(jié)合三個實施例對本發(fā)明的工藝做進一步描述實施例一原料團元明粉:白煤:水的重量比為100:25:6,通過對滾機壓成原料團，如壓制成球 團，放置12小時。立爐11的截面2.5平方米、有效高度4.5米、三角形耐火磚爐巴與鈄 型爐底匹配，上面徹筑80mm鮑爾環(huán)層4層。前床部3有效內(nèi)徑為1.6X4.SX0.8米，噴 煤槍19的型號為每小時噴煤300公斤。維持立爐11的內(nèi)料層有效高度為3.5 4米，噴 入煤粉量控制在使鮑爾環(huán)層溫度在850 950'C，例如在900'C。通過開啟排料口 2高度維 持前床有效容積達到75%左右時，連續(xù)補入二次煤，以濾渣熱值<500大卡為準，開動儲 氣罐及氣流攪拌裝置12至熔體呈沸騰狀態(tài)其中，儲氣罐及氣流攪拌裝置12可為三個，第 一儲罐為壓縮空氣、第二儲罐為高壓尾氣、第三罐為還原氣，通過調(diào)節(jié)噴煤量，維持排料 口附近反應(yīng)物溫度為1050 1150'C，例如在1100'C，當臘燭焰逐級減弱后，從排料口 2 連續(xù)放料。其中，可平均每小時可有效投料600公斤，還原率>80%，使用6000大卡白煤， 每噸60%硫化堿還原過程總煤耗<0.8噸。 實施例二原料團:元明粉:白煤:水:催化劑的重量比為100:30:6 :0.5,通過滾機壓成原料團，放置 12小時。本實施例采用與實施例一相同定爐型。維持立爐11的內(nèi)料層有效高度為3^3.5 米，噴入煤粉量控制在使鮑爾環(huán)層溫度在850—950'C范圍，如880'C。維持前床部3有效 容積達到75%左右時，連續(xù)補入二次煤，，以濾渣熱值<500大卡為準，開動儲氣罐及氣流 攪拌裝置12至熔體呈沸騰狀態(tài)，當臘燭焰逐級減弱后，連續(xù)放料。其中，可平均每小時 有效投料650公斤，還原率>85%,使用6000大卡白煤，每噸60%硫化堿還原過程總煤 耗<0.75噸。實施例三使用含硫量為12%的髙硫煤替代白煤及供熱煤，維持前床部3微負壓運行，其它條件 不變。尾氣用稀堿液吸收S02,在堿熔池內(nèi)加入適量的硫黃粉，在濃縮時的精渣聯(lián)產(chǎn)大梳 打，可使每噸硫化堿成本降低100元以上。雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求 的范圍之內(nèi)作出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護范圍，都應(yīng) 當在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種制備硫化鈉的半立式反射爐，其包括燃燒室(18)、前床部(3)、立爐(11)和洗氣塔(14)；其特征在于所述燃燒室(18)設(shè)有用于與噴煤槍(19)相對應(yīng)的噴料口(1)；所述前床部(3)設(shè)有二次投煤口(13)、排料口(2)并且安裝有多個儲氣罐及氣流攪拌裝置(12)；所述立爐(11)頂部設(shè)有用于投入原料團的投料口(10)，在立爐(11)底部設(shè)有耐高溫填料層(7)；所述洗氣塔(14)上部設(shè)有稀堿液噴頭(15)；所述燃燒室(18)經(jīng)前床部(3)后與立爐(11)連通，在前床部(3)與立爐(11)之間設(shè)有擋火墻(5)和過火道(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備硫化鈉的半立式反射爐，其特征在于所述耐高溫填 料層(7)為耐火爐巴及陶瓷鮑爾環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備硫化鈉的半立式反射爐，其特征在于在所述前床部 (3)上設(shè)有測溫點(4);在立爐(11)的耐高溫填料層(7)上設(shè)有耐高溫填料層測溫點 (8);在洗氣塔(14)上設(shè)有引風(fēng)機(16),洗氣塔(14)通過引風(fēng)機(16)與一煙囪(17)連通o
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備硫化鈉的半立式反射爐，其特征在于在所述立爐(ll) 和洗氣塔(14)之間設(shè)有常規(guī)尾氣堿液濃縮裝置。
5、 一種制備硫化鈉的工藝，其特征在于，包括以下步驟5.1 無煙煤粉破碎至80--100目后與元明粉或芒硝充分混合后高壓制成原料團并 放置12小時以上，其中，元明粉或芒硝:無煙煤粉的重量比為100:1 25;5.2 所述原料團由權(quán)利要求1所述的立爐頂部的投料口投入，以及向權(quán)利要求1 所述的燃燒室噴入煤粉并使煤粉充分燃燒而產(chǎn)生高溫燃氣；5、 3 所述高溫燃氣通過負壓裝置穿過權(quán)利要求1所述的前床部并到達立爐，使立爐 中的原料團與還原氣逆流換熱并變成熔融態(tài)的反應(yīng)物，熔融態(tài)的反應(yīng)物再經(jīng)耐高溫填料層 后回流入前床部，然后加入二次煤而形成熔融物料，在前床部通過用高壓氣體對熔融物料 進行強力攪拌至反應(yīng)結(jié)束后，熔融物料從排料口連續(xù)放出，其中，步驟5.2中的噴入煤粉 量控制在使立爐的耐高溫填料層的溫度在850 9鄰X:之間，以及排料口附近對熔融物料 的溫度控制在1050 1150"之間；5.4所述熔融物料依次經(jīng)水粹浸出、過濾及蒸發(fā)濃縮后即可獲得工業(yè)硫化鈉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備硫化鈉的工藝，其特征在于，在步驟5.1中 在所述元明粉或芒硝與破碎至80 100目的無煙煤粉中加入適量的水或粘結(jié)劑并通過沖壓成型機或?qū)L機來混合制成原料團。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備硫化鈉的工藝，其特征在于，在步驟5.1中在制備原料團過程中加入含量為0.1 0.5%的催化劑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備硫化鈉的工藝，其特征在于，在步驟5.3中 強力攪拌所采用的髙壓氣體為壓縮空氣，或高壓尾氣，或水煤氣，或氣態(tài)烴類，或液態(tài)烴類，或墮性氣體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備硫化鈉的工藝，其特征在于，在步驟5.3中 在加入二次煤的同時，混入適量的重晶石粉。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備硫化鈉的工藝，其特征在于，在步驟5.4中 所述熔融物料通過采用二次洗滌的稀堿液和高壓泵來水粹浸出并獲得高濃度硫化鈉溶液，高濃度硫化鈉溶液經(jīng)過沉淀過濾除去部分雜質(zhì)后，蒸發(fā)濃縮即可獲得工業(yè)硫化鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備硫化鈉的半立式反射爐以及工藝。本發(fā)明的半立式反射爐由燃燒室、前床部、立爐和洗氣塔四部分組成；本發(fā)明的工藝用元明粉或芒硝以及無煙煤粉壓團后投入本發(fā)明的半立式反射爐中，利用反應(yīng)余熱使球團呈熔融狀態(tài)流過填料層后進入前床部，通過燃燒室加熱前床部熔體完成反應(yīng)，反應(yīng)完畢后浸出、過濾及蒸發(fā)濃縮后得產(chǎn)品工業(yè)硫化鈉。與傳統(tǒng)工藝的反射爐及轉(zhuǎn)爐相比，本發(fā)明由于采用尾氣加熱熔融固態(tài)原料，使鍛燒還原煤耗降低25％以上，與目前最常用的短轉(zhuǎn)爐相比，本發(fā)明具有煤耗低、投資省、易維修、減少污染、機械化程度高及連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點。
文檔編號C01B17/26GK101565173SQ200910039819
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者孔凡逸 申請人:孔凡逸